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1、65例1.1：已知甲醇合成塔上压力表的读数150kgf/cm2，这时车间内气压计上的读数为780mmHg。试求合成塔内绝对压力等于多少kPa？ 14819kPa例1.2：在通风机吸气管上用U型管压力计测出的压力为300mmH2O，这时气压计上的读数750mmHg。试：（1）求吸气管内气体的绝对压力等于多少kPa？ 103kPa （2）若吸气管内的气体压力不变，而大气压下降至735mmHg，这时U型管压力计的读数等于多少？504mmH2O例1.3：某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图所示。压力表A、C位于大气环境中，B位于室中。设大气压力为97KPa：（1）若压力表B、
2、表C的读数分别为75kPa、0.11MPa，试确定压力表A上的读数及容器两部分内气体的绝对压力；pA=35kPa， p=207kPa， p=132kPa（2）若表C为真空计，读数为24kPa，压力表B的读数为36kPa，试问表A是什么表？读数是多少？ A为真空计，且pA=60kPa例1.4：判断下列过程中哪些是可逆的不可逆的不确定是否可逆的，并扼要说明不可逆的原因。（1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发；是不确定的。（2）对刚性容器内的水作功，使其在恒温下蒸发；是不可逆的。（3）对刚性容器中的空气缓慢加热。使其从50升温到100。是不确定的。（4）一定质量的空气，在无摩擦、不导热的汽缸和
3、活塞中被缓慢压缩。是可逆的。（5）50的水流与25的水流绝热混合。是不可逆的。例2.1：如图所示，某种气体工质从状态1（p1、V1）可逆地膨胀到状态2（p2、V2）。膨胀过程中： （a）工质的压力服从p=a-bV，其中a、b为常数； （b）工质的pV值保持恒定为p1V1 试：分别求两过程中气体的膨胀功。答案：（a）；（b）例2.2：如图所示，一定量气体在气缸内体积由0.9m3可逆地膨胀到1.4m3，过程中气体压力保持定值，且p=0.2MPa，若在此过程中气体内能增加12000J，试求：（1）求此过程中气体吸入或放出的热量；112000J（2）若活塞质量为20kg，且初始时活塞静止，求终态时活塞
4、的速度（已知环境压力p0=0.1Mpa）。70.7m/s例2.3：一封闭系统从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，系统对外作功为30kJ，如图。（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。Q143=-62.5kJ （2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。Q31=71.5kJ （3）若U2=175kJ，U3=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的内能。U1=165kJ例2.4：某燃气轮机装置，如图所示。已知压气机进口处空气的焓h1=290kJ/kg。经压缩后，空
5、气升温使焓增加为h2=580kJ/kg。在截面2处空气和燃料的混合物以c2=20m/s的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量q=670kJ/kg。燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3，h3=800kJ/kg，流速增加到c3，此燃气进入动叶片，推动转轮回转做功。若燃气在动叶片中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度c4=100m/s。求：（1）若空气流量为100kg/s，压气机消耗的功率为多大？Ns1=-29000kW（2）若燃料发热值qB=43960kJ/kg，燃料的耗量为多少？qm2=1.524m/s（3）燃气在喷管出口处的流速是多少？ c3=949m/s（4）燃气轮机的功率是多大？N
6、s2=45209kW（5）燃气轮机装置的总功率为多少？Ns=16209kW例2.5：空气在某压气机中被压缩。压缩前空气参数：p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；压缩后p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。在压缩过程中1kg空气的热力学能增加146kJ，同时向外放出热量50kJ，压气机每分钟生产压缩空气10kg。求：压缩过程中对每公斤气体所做的功；每产生1kg的压缩气体所需的功；带动此压气机至少需要多大功率的电动机？ w=-196kJ/kg，ws= -251.5kJ/kg，Ns= -41.9kW例2.6：某热机从t1=1000的热源吸热1000kJ，又向t2=150的冷源放
7、热。 求该热机可能达到的最高热效率；66.8% 最多可产生多少循环净功；668kJ 若在传热时存在温差，吸热时有200温差，放热时有100温差，试求其热效率和循环净功。51.3% ， 513kJ例2.7：利用逆向卡诺循环作为热泵向房间供热，设室外温度为-5，室内温度保持20。要求每小时向室内供热2.5104kJ，试问：（1）每小时从室外吸收多少热量？（2）此循环的供暖系数多大？（3）热泵由电动机驱动，如电动机效率为95%，电动机的功率多大？（4）如果直接用电炉取暖，每小时耗电多少kWh？2.3104kJ/h，11.72，0.585kW，6.94kW例2.8（2-9）：有人声称设计了一套热力设备
8、，可将65的热水的20%变成100的水，而其余的80%将热量传给15的大气，最终水温为15，试判断该设备是否可能。水的比热容为。孤立系统Siso=0.0265mkJ/K0，所以该设备可以实现。例2.9：某热机工作于T1=2000K，T2=300K的两个恒温热源之间，试问下列几种情况能否实现，是否是可逆循环？（1）Q1=1kJ，Wnet=0.9kJ；（2）Q1=2kJ，Q2=0.3kJ；（3）Q2=0.5kJ，Wnet=1.5kJ。解：（1）方法一 在T1、T2之间工作的可逆循环的热效率是最高的，等于卡诺循环的热效率。Q2=Q1-Wnet=1-0.9=0.1kJ 所以不可能实现方法二：克劳修斯不
9、等式 不可能实现方法三：孤立系统熵增原理。取高温热源和低温热源为孤立系统，高温热源放热，低温热源吸热，则熵变，不可能实现（2）能实现，是可逆循环；（3）能实现，是不可逆循环例2.10：欲设计一热机，使之能从温度为973K的高温热源吸热2000kJ，并向温度为303K的冷源放热800kJ。（1）问此循环能否实现；欲使之从高温热源吸热2000kJ，该热机最多能向外做多少功？（2）若把此热机当制冷机用，从温度为303K的冷源吸热800kJ，向温度为973K的热源放热，该过程与外界交换的功为1200kJ，该过程能否实现？欲使之从冷源吸热800kJ，至少需耗多少功？（1）此循环能实现，1377kJ；（2
10、）该过程不能实现，-1769kJ例2.11：5kg的水起初与温度为295K的大气处于热平衡状态，用一制冷机在这5kg的水和大气之间工作，使水定压冷却到280K，求所需的最小功是多少？水的比热容为 8.19kJ例2.12：气体在气缸中被压缩，气体的内能和熵的变化分别为45kJ/kg和，外界对气体作功165kJ/kg，过程中气体只与环境交换热量，环境温度300K，问该过程是否能实现？该过程能够实现。例2.13：将20010g的铁块浸入201L的水中，整个系统的熵变是多少？该过程是否为可逆过程？已知铁的比容cFe=480 kJ/(kgK)，水的比容cH2O=4.2 kJ/(kgK)0.252kJ/K
11、，不可逆过程例3.1：体积为0.0283m3的瓶内装有氧气，压力为6.865105Pa，温度为294K。发生泄漏后，压力降至4.901105Pa才被发现，而温度未变。问至发现为止，共漏去多少kg氧气？0.073kg例3.2：某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒产生烟气73m3（已折算成标准状态下的体积），烟囱出口处的烟气温度为100，压力近似为101.33kPa，烟气流速为30m/s，求烟囱的出口直径。3.56m例3.3：在直径为d=40cm的活塞上放置mb=3000kg的重物，气缸内盛有温度为T1=18、质量为m=2.12kg的空气。对汽缸加热后，气体容积增加到原来的2倍。设大气压力为
12、pb=0.1MPa，求空气的初态比体积、终态比体积、终态压力和终态温度。空气按理想气体计算，且其气体常数R=0.287kJ/(kgK)。比体积0.5m3/kg，0.33MPa，302例3.4：在燃气轮机装置中，用从燃气轮机中排出的乏气对空气进行加热（加热在空气回热器中进行），然后将加热后的空气送入燃烧室进行燃烧。若空气在回热器中，从127定压加热到327。试按下列比热容值计算对每kg空气所加入的热量。（1）按真实比热容计算（经验公式）； 207.546kJ/kg（2）按平均比热容表计算； 206.03kJ/kg（3）按定值比热容计算； 200.8kJ/kg（4）按空气的热力性质计算。 206.
13、04kJ/kg例3.5：已知某理想气体的比定容热容cv=a+bT，其中a、b为常数，T为绝对温度。试导出其内能、焓、熵的计算式。答案：内能；焓；熵 例3.6：0.25kg的CO在闭口系统中由p1=0.25MPa、t1=120膨胀到p2=0.125MPa、t2=25，做出膨胀功W=8.0kJ。已知环境温度t0=25，CO的气体常数R=0.297kJ/(kgK)，定容比热容cv=0.747kJ/(kgK)，试计算过程热量，并判断该过程是否可逆。-9.74kJ，不可逆例3.7：空气是氧和氮的混合物，其组成近似为1kmol氧对应于3.1894kmol氮，求空气的摩尔质量，气体常数及质量分数。M=28.
14、95kg/kmol；R=0.287kJ/(kg/K)；xO2=0.2638，xN2=0.7362例3.8：烟囱每秒排出绝对压力为0.11MPa、温度为300的烟气30m3，由烟气分析仪测得烟气体积分数为，。试求每秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。m=38.19kg/s；mCO2=6.051kg/s，mO2=2.2kg/s，mH2O=2.356kg/s，mN2=27.583kg/s例3.8：管路中输送9.5MPa、55的乙烷，若乙烷在定压下温度升高到110，为保证原来输送的质量流量，试用压缩因子图计算乙烷气的流速应提高多少？ 2.09倍例3.9：试利用压缩因子图计算正丁烷在460K、1.5M
15、Pa下的比体积，并与实验值比较。已知实验值为0.0384m3/kg。v=0.0392m3/kg，与实验值的偏差为2.08%例3.10：利用水蒸汽表判断下列各点的状态，并确定其h、s、x值。（1），； 过热蒸汽；h=3024.2kJ/kg；s=6.8022kJ/(kgK)（2），； x=0.8166；h=2491.3kJ/kg；s=5.2427kJ/(kgK)（3），； h=2536.8kJ/kg；s=6.3233kJ/(kgK)（4），； 未饱和水；h=741.2kJ/kg；s=2.0904kJ/(kgK)（5），。 过热蒸汽；h=2976.0kJ/kg；s=6.988kJ/(kgK)例3.11：某锅炉每小时生产10000kg的蒸汽，蒸汽的表压力pg=2.4MPa，温度t1=350。设锅炉给水的温度为t2=40，锅炉效率B=0.78。煤的发热量（热值）为qP=2.97104kJ/kg。求每小时锅炉的煤耗量是多少？汽锅内水的加
